A gyémántnál is keményebb anyagot sikerült létrehozni az MTA Wigner FK SZFI kutatóinak közreműködésével.
A magyar kutatók több mint tíz éve létrehoztak egy nagyszimmetriájú, különleges dinamikájú, fullerén-kubán vegyületcsaládot. A vegyület a gömbszimmetrikus, csak szénből álló fullerének, és a kubán, azaz a kocka alakú szénhidrogén összekristályosításával jött létre. A kialakult szerkezet dinamikája igazán különleges, mivel egy álló és egy forgó molekulából álló alrácsból épül föl.
Az ábrán pirossal jelölték a gömbszimmetrikus, csak szénből álló fulleréneket; a kékek a kocka alakú szénhidrogének, a kubánok:
A kutatók akkori eredményét a Nature Materials címlapon hozta. Most ennek az anyagcsaládnak az egyik tagját vizsgálták meg újra az MTA Wigner FK SZFI munkatársai és kínai kutatók.
Meglepő eredményre jutottak. A kutatók egy kísérlet során az anyagot extrém nagy, 36-45 gigapascalos nyomásnak tették ki, amitől egy olyan amorf szénszármazék alakult ki, amelyben a roncsolódott fullerénekből álló egységek megőrizték hosszú távú rendezettségüket. Ezt a fullerének közé beépült kubán molekulák tették lehetővé, amik távtartóként működve megakadályozták, hogy az amorfizálódott fullerén egységek térhálósodjanak.
Amikor az anyagot még nagyobb, 45 gigapascal nyomás alá helyezték, a nagy energiájú kubán molekulák is reakcióba léptek a szomszédos szénklaszterekkel. Így
egy olyan, nagy keménységű háromdimenziós hálózat jött létre, ami még a kísérletnél használt gyémánt nyomáscella felületét is behorpasztotta.
Ez azt mutatja, hogy a kutatóknak sikerült egy olyan újabb anyagot létrehozniuk, amely keményebb a gyémántnál. Az ilyen, amorf építőelemekből felépülő kristályos anyagok a szilárd testek új kategóriáját képezik.
A kísérleteket svéd és kínai kutatócsoportokkal közösen végezték. A mintákat az MTA Wigner FK SZFI-ből Kováts Éva és Pekker Sándor állította elő. A kutatási eredmények az Advanced Materials szaklapban jelentek meg.
(Advanced Materials | Nature Materials | MTA Wigner)